扣件式钢管脚手架在高支模中应用禁止抄袭该论文Word文档下载推荐.docx
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100mm及100×
100mm的木方及碗扣脚手架组合成模板体系。
竖向用间距300mm的80×
100(mm)木枋作内楞。
用铁钉将木枋在夹板上定位。
竖向木枋接头处要用小木枋连接,并在已浇底板上安装地脚铁件与侧模底排钢管拉结。
用8号铁丝内外拉结作为临时固定,具体见图1-1侧墙模板拼装示意图。
外侧墙模板施工在墙体钢筋施工完毕,外侧墙模板因不能采用穿墙螺栓,模板固定需要满堂红脚手架支撑体系横杆支撑作对撑,并在底板混凝土中预埋钢筋地锚以加斜撑加固,在墙的内部设内撑控制侧墙断面尺寸。
具体见图1-2侧墙模板支撑示意图。
图1-1侧墙模板拼装示意图
图1-2侧墙模板支撑示意图
2、单面模板安装施工工艺
底板预留钢筋地锚→浇注底板混凝土→外墙体施工缝的清理→弹模板定位控制线→绑扎墙体钢筋清理→吊装拼装后的单面模板→模板基本就位(与钢筋暂时拉住)→处理模板拼缝→搭设支撑架→利用支撑架子搭设操作架→调整支撑架和单面模板→符合要求后加固→验收。
模板安装施工技术措施
(1)浇筑基础底板时,间隔1000mm预埋≥Φ25的钢筋地锚。
(2)清理墙体内杂物,并在基础底板上弹好各墙体边线、标高线和支模控制线,验收合格后方可进行下一步工序。
为了保证板面的清洁,每道墙体设20×
30mm清扫口两个。
(3)上述程序检查合格后开始吊装模板。
按照图纸和模板设计要求的位置循序拼装,以保证模板系统的整体稳定。
将预拼装模板位置线吊装就位,安装斜撑或用工具型斜撑将其稳定坐落在基准面上。
(4)根据弹好的控制线调整模板的位置和其垂直度,调整好后固定模板。
(5)固定支撑架支顶,用勾头钢筋将模板主楞与支撑架连接起来。
(6)墙体模板支设完毕后对模板上口抄平,模板控制标高校准后方可对模板进行加固。
3、顶板模板的安装
1)顶板施工工艺流程:
放轮廓线→顶板支撑→配模、立模→绑扎顶板钢筋→浇注混凝土→混凝土养护。
2)立模方法
(1)结构模板支架采用满堂红支架,如图1-3顶板及中墙模板支设示意图所示。
顶板垂直支撑选用Φ48×
3.5碗扣式钢管脚手架。
搭设时一般设3道水平拉杆和剪刀撑,并留出检查通道。
1-3顶板及中墙模板支设示意图
(2)主体结构支模如图1-4主体结构支模示意图。
立杆顶端加可调顶托,以便调整模板高程。
图1-4主体结构支模示意图
四、支模架搭设计算
计算依据浙江省工程建设标准《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》(J10905-2006)。
模板支架搭设高度为8.2M,
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.60M,立杆的横距l=0.90M,立杆的步距h=0.90M。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×
3.5。
1、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.100×
0.200×
0.600+0.300×
0.600=3.192kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×
0.600=1.800kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=60.00×
1.80×
1.80/6=32.40cm3;
I=60.00×
1.80/12=29.16cm4;
1)抗弯强度计算
f=M/W<
[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×
(1.2×
3.192+1.4×
1.800)×
0.300×
0.300=0.057kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.057×
1000×
1000/32400=1.764N/mm2
面板的抗弯强度验算f<
[f],满足要求!
2)抗剪计算[可以不计算]T=3Q/2bh<
[T]
其中最大剪力Q=0.600×
0.300=1.143kN
截面抗剪强度计算值T=3×
1143.0/(2×
600.00018.000)=0.159N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<
[T],满足要求!
3)挠度计算v=0.677ql4/100EI<
[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×
3.192×
3004/(100×
6000×
291600)=0.100mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
2、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.503kN.m
最大变形vmax=1.164mm
最大支座力Qmax=6.846kN
抗弯计算强度f=0.503×
106/5080.0=99.01N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
3、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=6.85kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
R≤8.0kN时,可采用单扣件;
8.0kN<
R12.0kN时,应采用双扣件;
R>
12.0kN时,应采用可调托座。
4、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1)静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.150×
8.150=1.222kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.300×
0.600×
0.900=0.162kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100×
0.900=2.711kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.095kN。
2)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×
0.900=1.620kN
3)不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.35NG+1.4NQ
4)立杆的稳定性计算
选取六排立杆投影面内作为计算的各排立杆,其竖向力为
V1=7.797kNV2=7.797kNV3=7.797kNV4=7.797kNV5=7.797kNV6=7.797kN
风荷载标准值Wk=0.7×
0.450×
1.200×
1.250=0.472kN/m2
风荷载产生的弯矩Mw=0.85×
1.4×
0.472×
0.900×
0.900/10=0.027kN.m
风荷载计算示意图如下
按照规范4.2.9取整体模板支架的一排横向支架作为计算单元,计算作用在顶部模板上的水平力F,计算公式为:
其中AF——结构模板纵向挡风面积;
Wk——风荷载标准值,取0.472kN/m2;
La——模板支架的纵向长度,AF/La=截面高度,取0.200m;
la——立杆纵距,取0.600m;
经过计算得到作用在单元顶部模板上的水平力F=0.85×
0.600=0.048kN
按照规范4.2.10风荷载引起的计算单元立杆附加轴力最大计算公式为
其中F——作用在计算单元顶部模板上的水平力,取0.048kN;
H——模板支架高度,取8.150m;
m——计算单元中附加轴力为压力的立杆数,取2;
Lb——模板支架的横向长度,取4.500m;
经过计算得到立杆附加轴力最大值为N1=3×
0.048×
8.150/[(2+1)×
4.500]=0.087kN
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
考虑风荷载作用在模板上,对立杆产生的附加轴力时,立杆的稳定性计算公式为:
其中Nut——立杆的轴心压力最大值,取7.797kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径,取1.580cm;
A——立杆净截面面积,取4.890cm2;
W——立杆净截面抵抗矩,取5.080cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,取0.027kN.m;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.30m;
l0——计算长度,按照表达式计算的结果取最大值,取1.978m;
l0=h+2×
a=0.900+2×
0.300=1.500m;
l0=kuh=1.243×
1.768×
0.900=1.978m;
k——计算长度附加系数,按规范附录D采用,k=1.243;
u——考虑支架整体稳定因素的单杆等效计算长度系数,按规范附录D采用,u=1.768;
不考虑风荷载的计算立杆稳定性结果:
=7797/(0.424×
489×
0.980)=38.414N/mm2,立杆的稳定性计算
<
考虑风荷载的计算立杆稳定性结果:
0.980)+27000/5080=43.794N/mm2,立杆的稳定性计算
考虑风荷载作用在模板上,对立杆产生的附加轴力时,立杆稳定性结果:
=(7797+87)/(0.424×
0.980)=38.845N/mm2,立杆的稳定性计算
五、设计与施工总结
(1)、按照规范要求,对木模板系统的计算是采用概率极限状态设计法的要求,采用分项系数设计表达式进行的。
因此,在高支模设计中,各种参数的取值是否合理,将影响计算数据的准确性和支撑系统的安全性。
(2)、经计算分析,钢管的承载力较大,其平面间距主要受木枋的强度和刚度影响。
当木枋的强度和刚度满足不了要求时,可考虑使用双木枋。
(3)、由于施工中产生的振动荷载较大,竖向支撑由扣件式钢管脚手架组成,而安装的误差很难保证杆件在竖直的一条线上,因此扣件式钢管脚手架要排列整洁和顺直,并要及时安设好纵横向水平拉杆、剪刀撑等。
上下层立杆采用的对接扣件应按规范要求交错布置。
(4)、由于支架的搭设是由架子工作业的,而支架上的模板系统则由木工来完成,因此,在设计与施工过程中,要综合考虑各班组的情况,协调好各班组的工作,才能设计出既确保安全、方便施工,又节约钢管用量的支模系统。
参考文献:
[1]北京城建集团有限责任公司.地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999).中国计划出版社,1999.10
[2]北京城建设计研究总院.地铁设计规范(GB50157-2003).中国计划出版社.2003.8
[3]浙江省建设厅.建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程(J10905-2006).浙江大学出版社,2006.12
[4]浙江省建设厅浙建【2003】37号文件
[5]上海市隧道工程轨道交通设计研究院.杭州地铁1号线工程施工设计图第二分册地下明挖与U型槽段(HD1/S/STE/05/Q25/02/02/A),2008.7
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